Une équipe de chercheurs de l'Université de Hong Kong a mis au point un nouveau type d'acier inoxydable, résistant à la corrosion sévère en eau de mer. Ce matériau, baptisé SS-H₂, pourrait constituer une alternative moins coûteuse au titane dans les électrolyseurs dédiés à la production d'hydrogène vert.
Le projet a été dirigé par le professeur Minxin Huang du Département de génie mécanique de l'Université de Hong Kong. Ces travaux s'inscrivent dans le cadre de son programme à long terme intitulé « Super Steel ». Auparavant, son équipe avait déjà développé des aciers aux propriétés anticovid et des alliages ultra-résistants.
L'acier inoxydable conventionnel est protégé par le chrome, mais cette protection se dégrade sous les potentiels élevés requis pour l'électrolyse de l'eau. Le SS-H₂ forme une couche supplémentaire à base de manganèse, qui devient active aux alentours de 720 mV. Ensemble, ces deux couches peuvent supporter des potentiels allant jusqu'à 1700 mV dans des environnements riches en chlorures.
Dans les électrolyseurs à eau salée, ce nouvel acier a démontré des performances comparables à celles des composants en titane. Le coût des matériaux structurels pourrait ainsi être réduit d'environ 40 fois. Pour un système PEM de 10 mégawatts, cela représente des économies considérables.
La découverte de cette passivation au manganèse fut inattendue. Traditionnellement, le manganèse était considéré comme nuisible à la résistance à la corrosion. « Au départ, nous étions incrédules, car l'opinion dominante est que le Mn détériore la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable », a déclaré le Dr Kaiping Yu, premier auteur de l'étude.
L'étude a duré près de six ans. Les scientifiques ont déposé des demandes de brevets dans plusieurs pays, et deux ont déjà été accordés. L'article a été publié dans la revue Materials Today.
L'équipe passe désormais à l'échelle industrielle. Des tonnes de fil SS-H₂ ont déjà été produites dans une usine en Chine continentale. La prochaine étape consiste à en fabriquer des grilles et des mousses destinées aux électrolyseurs réels.
Mais comment le manganèse parvient-il à surmonter la limitation fondamentale de l'acier inoxydable conventionnel ?
Le professeur Huang a souligné que leur approche se concentre sur la durabilité à des potentiels élevés, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour les alliages dans les applications électrochimiques. Si ce matériau passe avec succès les tests dans des systèmes commerciaux, il pourrait rendre la production d'hydrogène vert à partir d'eau de mer considérablement plus abordable.
